2μm激光对磷锗锌晶体的损伤阈值测量及影响因素分析
摘要：参照国际标准ISO 21254及其规范,组建了一套2μm波长脉冲激光损伤阈值测试装置,利用该实验装置并采用R-on-1的测试方法,测量了不同表面光学质量红外非线性晶体磷锗锌的表面激光损伤阈值,同时测量并分析了激光脉冲频率、脉冲宽度等参数对磷锗锌晶体激光损伤阈值的影响,通过测试对该晶体在实际使用中避免激光损伤提供了重要的实验参考。线性径向梯度折射率透镜产生贝塞尔光
摘要：提出了一种产生长距离、高质量贝塞尔光束的新型光学元件——线性径向梯度折射率透镜（LRGIL）。从几何光学角度和衍射积分理论分析了LRGIL产生贝塞尔光束的原理,用软件进行模拟,得出LRGIL具有传统轴棱锥功效的结论。用Math CAD模拟LRGIL产生长距离贝塞尔光束,得出变化LRGIL的厚度和折射率曲线参数容易改变其产生光束的无衍射距离,并得到了无衍射距离大于3 m的贝塞尔光束。此外,LRGIL还有诸多优点,如不易损坏,更加灵活等,在实验和生产中拥有极大的开发潜力。各向异性散射介质中高斯脉冲激光的回波特性
摘要：采用蒙特卡罗法建立了各向异性散射介质中高斯脉冲激光的全链路瞬态辐射传输模型,构造并推导了散射方向概率模型及其坐标系变换过程。在此基础上,计算分析了高斯脉冲激光回波特性的时域分布及差异。研究结果表明：时域回波信号的脉冲增减来自于其他类别信号的转化和自身信号的超前或滞后;随着前向散射的增强,目标回波信号强度增大、峰值时刻前移、时间展宽减弱,散射回波信号响应与其相反且影响程度减弱;目标回波特性与[0°,90°]前向散射区域直接关联,散射回波特性与[90°,180°]后向散射区域直接关联。研究结论可为脉冲激光主动探测系统的性能提升及地物目标的反探测隐身提供理论指导。基于半导体激光器调制技术的百瓦级线偏振纳秒掺铥光纤激光器
摘要：报道了基于半导体纳秒调制技术的百瓦级、线性偏振掺铥光纤激光器。该激光器采用调制半导体激光器作为种子源,脉冲宽度为20 ns,重复频率在200 k Hz~1 MHz范围内连续可调。当重复频率为200 k Hz时,经主功率振荡放大器（MOPA）得到100 W平均功率输出。最高输出功率时,由于存在增益整形机制,脉冲宽度由20 ns降低为6 ns。相应的峰值功率达到83 k W,单脉冲能量为0.5 m J,最高输出功率下系统输出偏振消光比达到17 d B。据本文所知,这是首次报道基于半导体调制技术的百瓦级、纳秒脉宽、线偏振的掺铥光纤激光器。光参量放大相位匹配角度的计算
摘要：给出了单轴晶体ooe,oeo,eoo,eeo,eoe,oee 6种相位匹配方式相位匹配角的解析公式。其中ooe,oeo,eoo 3种可以计算共线及非共线情况,eeo,eoe,oee 3种只能计算共线情况,非共线情况需数值求解,给出了数值求解的方法步骤。研究了双轴晶体折射率在主平面时与单轴晶体折射率的对应关系,利用该对应关系,通过替换折射率的方式求解双轴晶体的相位匹配角度。给出了常见晶体的非共线相位匹配角度图,以供科研人员参考。双波长高阶光栅分布布拉格反射半导体激光器的研究
摘要：为了获得适用于非线性差频法产生太赫兹波的双波长半导体激光器,设计并利用普通光刻技术制备了一种双波长高阶光栅分布布拉格反射（DBR）激光器。这种DBR激光器是在条宽为100μm的光波导上,制备了一组周期为9.5μm,沟槽宽度为1.36μm,光栅长度为100μm的高阶光栅结构,实现高功率连续双波长激射,短波长光模式的边模抑制比大于35 d B,长波长光模式的边模抑制比为39 d B,光谱半峰全宽均为0.04 nm,双波长间隔大于0.58nm,适用于光混频产生太赫兹波。注入电流1.2 A时,实现了单边88 m W的高功率激射。提出了一种可实现高功率双波长激光输出的高阶光栅DBR激光器结构,为双波长半导体激光器的大规模生产提供了一种新方法。基于相函数分段加权采样的近红外激光传输特性
摘要：为提高Monte Carlo激光传输模型中散射过程的处理精度,依据散射相函数的变化特征,提出了相函数分段加权采样方案,验证了其准确性与可行性。采用Monte Carlo方法模拟了在非球形沙尘气溶胶中,1.06μm红外激光透射率、反射率随传播距离的变化规律,并将Henyey-Greenstein（H-G）相函数采样与相函数均匀采样方案的Monte Carlo模拟结果进行了比较。仿真结果表明;相函数分段加权采样方案可显著降低相函数抽样误差,提高空间散射角抽样精度;与H-G相函数抽样的模拟结果相比,采用H-G相函数模拟的透射率偏低,反射率偏高,且随距离增大,两者结果偏差随之增大。与相函数均匀采样的模拟结果相比,两者计算的透射率偏差值随距离增大而增大,反射率反之。紧凑型被动风冷Nd∶YVO_4皮秒振荡器设计
摘要：提出被动风冷的高光束质量、高稳定性半导体可饱和吸收镜（SESAM）锁模1064 nm Nd∶YVO4皮秒振荡器。在对SESAM被动锁模理论进行理论分析和实验验证的基础上,获得更精确的SESAM锁模脉宽表达式。测得该振荡器的脉宽为15.5 ps,平均功率为210 m W,重复频率为100 MHz。其光束质量因子M2=1.15,长时间均方根（RMS）功率不稳定性优于1%。整机外形紧凑,尺寸为350 mm×150 mm×50 mm。该激光器能够作为可靠的皮秒种子源用于后续的功率放大并应用于科研和工业等领域。SESAM无损伤运转的大功率高重复频率皮秒激光器
摘要：提出一种可实现大功率输出、重复频率为80 MHz的皮秒锁模振荡器,当抽运功率为22.4 W时,可实现功率为5.1 W,频谱信噪比大于60 d B,脉冲宽度为23.7 ps的皮秒脉冲的稳定输出。通过选择合理的半导体可饱和吸收镜（SESAM）参数和合适的腔型,实现SESAM长期无损伤运转并进行500 h的实验验证。采用888 nm激光二极管（LD）端面抽运Nd∶YVO4晶体的两级功率放大系统将皮秒锁模振荡器的功率提升至44 W。放大系统的光-光转换效率大于25%,输出光具有良好的光斑模式,光束质量因子M2〈1.5。激光辐照单晶硅光伏电池输出特性的实验研究
摘要：光伏电池性能对激光无线能量传输系统设计有重要影响。采用940 nm激光辐照单晶硅光伏电池,研究了光伏电池输出特性随激光强度和电池温度的变化规律。研究结果表明,短路电流随激光功率增加呈现线性增加后饱和的趋势。开路电压和效率与激光功率的关系则呈单峰特性。实验测得光伏电池在293 K时最大效率为29.49%。在283 K~308 K范围内,激光功率较低时,短路电流受温度影响较小,基本保持不变。激光功率较大时,短路电流随温度升高而线性下降。开路电压和效率则随温度升高而线性下降,但下降速率随激光强度的变化而变化。同时仿真了光伏电池效率与串联电阻的关系。结果表明,在强激光辐照下,减小串联电阻,降低复合电流的大小是提高单晶硅光伏电池效率的两个重要方面。利用全光纤环形谐振器实现对单频激光器频率噪声的抑制
摘要：给出了利用全光纤环形谐振器实现对激光器频率噪声抑制的原理和实验结果。采用Pound-Drever-Hall的方法对锁定在铷原子吸收谱线上的激光进行稳频,实现了饱和吸收光谱与光纤环形谐振器双回路锁定。通过外差式马赫-曾德干涉仪来测量锁定后的激光器频率噪声发现,在频率100 Hz时,光纤环形谐振器对频率噪声的抑制度超过了40 d B。在1 Hz处,稳频激光器的频率噪声小于100 d B Hz2/Hz,其抑制度达到60 d B。高重频Ho∶YAG激光器转换效率理论分析与计算
摘要：Ho∶YAG晶体因其优良的机械性能及光谱特性,成为高重频2 mm激光器的可选晶体之一。为获得高效率、高功率、高重频2 mm Ho∶YAG激光器,分析了单掺Ho3＋激光器的发光机理,从速率方程出发建立了高重频Ho∶YAG激光器转换效率的计算模型,利用该模型分析了输出镜透射率、激光模式大小、抽运-激光模式比和离子掺杂浓度等参数对高重频Ho∶YAG激光器转换效率的影响,并提出了参数设计范围,通过实验对理论模拟结果进行了验证。38CrMoAl钢表面激光合金化WC/Co-Y_2O_3涂层的组织和性能
摘要：采用激光合金化技术在38Cr Mo Al钢表面制备了不同Y2O3质量分数的纳米WC/Co-Y2O3合金化层。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、显微硬度计和摩擦磨损试验机,系统研究了Y2O3含量对合金化层组织和性能的影响。结果表明,不同Y2O3含量的合金化层主要是由马氏体、奥氏体、Fe3W3C和WC相组成。有所不同的是,随着Y2O3含量的增加,组织中Fe3W3C、纳米WC和奥氏体的相对含量逐渐增加,而马氏体的相对含量则逐渐减少;而当Y2O3质量分数超过1.0%时,纳米WC的数量开始降低,凝固组织略有粗化。受上述组织变化的影响,合金化层硬度与耐磨性随着Y2O3含量的增加而呈现出先增后降的趋势,即当Y2O3质量分数为1.0%时,合金化层具有最高的硬度和最佳的耐磨性能。高强铝合金壁板结构T型接头辅助热源变形控制数值分析
摘要：针对大型飞机高强铝合金壁板激光焊接T型接头结构的角变形缺陷,提出了一种在蒙皮背部添加辅助热源的方法,有效地控制了角变形的产生。并基于有限元软件ABAQUS,开发了一种适用于这种焊接方法的焊接模型,同时考虑材料非线性、几何非线性和移动热源的热-弹-塑性有限元计算方法来模拟焊接过程中的热-力学耦合行为,分析焊接过程中的温度场、残余应力和焊接变形。同时,采用实验方法测量了加入辅助热源前后焊接接头的变形。结果表明,数值计算所得到的挠曲变形、角变形与实验测量结果十分吻合,验证了所开发的有限元计算方法的有效性。一种基于多磁偶极子模型的磁传感手术导航方法
摘要：在计算机辅助手术（CAS）中,需对深入病人体内的手术器械进行定位。为避免光学定位（OPT）中视线（LOS）限制的问题,目前多采用磁定位（MT）技术。提出一种新的多磁偶极子模型,旨在克服磁定位系统中,圆柱形永磁体的单磁偶极子近似模型不准确,所导致的定位范围减小、定位精度降低的问题。该模型将圆柱形磁偶极子等效为一组沿磁体轴线排布的多个点磁偶极子,并通过自适应粒子群优化算法（APSO）对定位结果解算。相比于经典模型,该模型能够保证自身在磁体近场区域的有效性。实验表明,较传统方法,位置定位误差可减小15.5%~31.6%,姿态估计误差可减小10.5%~24.4%。空间光通信光纤激光器脉冲位置调制特性研究
摘要：将激光器和脉冲位置调制（PPM）技术作为一个整体分析研究,提出了基于光纤激光器的PPM特性方面的概念。对脉冲调Q光纤激光器单脉冲能量、峰值功率、脉冲宽度进行了理论研究,通过仿真得出了脉冲调Q光纤激光器峰值功率与激光器震荡参数之间的特性曲线,再结合3种PPM信号模型分析了光纤激光器的震荡参数N与3种PPM方式的传输速率、所需功率以及所需带宽之间的关系。并通过实验仿真,得出了光纤激光器的抽运功率、初始通过率和腔长对3种PPM方式的传输速率以及所需带宽的影响。一种基于双荧光比值法的光纤温度传感器
摘要：提出了一种基于荧光强度比值法的光纤温度传感器并通过实验来具体探究其性能。实验中采用塑料光纤来传导激励光,以及接收罗丹明B和罗丹明110两种荧光物质发出的荧光。由于罗丹明B对温度敏感而罗丹明110对温度不敏感,因此可通过计算两种物质的荧光强度比来标定温度。为了得到理想的测温性能,进行了大量实验以确定出可用于比值法的最佳荧光光谱范围。该传感器在25~60℃的范围内能稳定工作,可获得0.38℃的最小均方误差及0.0134/℃的灵敏度。此外,通过实验证明该传感器对曲率半径大于9 mm的光纤弯曲不敏感;在现场温度测量方面有较大的应用潜力。种子相位和强度同时调制抑制光纤激光放大器SBS的新方法研究
摘要：在高功率光纤放大器系统中,受激布里渊散射（SBS）效应由于其较低的阈值特性成为光纤放大器功率提升的首要限制因素。为了提高SBS阈值,提出了一种基于对入射种子光同时施加相位调制和强度调制抑制SBS的新方法。建立了光纤激光放大器中的SBS效应激励模型对该方法进行理论仿真。仿真结果表明,该方法可以在窄线宽激光输出的条件下显著提高光纤激光放大器中的SBS阈值,在对20 W入射种子光同时施加100 MHz,10 V的相位调制和10 MHz,4 ns的强度调制后,放大器输出功率可达1127.4 W,为单频光SBS阈值的18倍。
